JPS62192653A - 鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法 - Google Patents
鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法Info
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- JPS62192653A JPS62192653A JP61034851A JP3485186A JPS62192653A JP S62192653 A JPS62192653 A JP S62192653A JP 61034851 A JP61034851 A JP 61034851A JP 3485186 A JP3485186 A JP 3485186A JP S62192653 A JPS62192653 A JP S62192653A
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- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 11
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- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 33
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、鋼管の溶接部の超音波探傷方法に関する。
一般に、鋼管の溶接部の斜角超音波探傷方法は、探触子
から超音波ビームを水や油などの接触媒質を介して鋼管
内部に透太し、その超音波ビームが溶接部内部に存在す
る欠陥に当たって反射したエコーによって欠陥の有無を
知るものである。この場合、鋼管肉厚方向の溶接部全域
を探傷対象領域としうるよう超音波ビームを通入するこ
と、探傷感度が欠陥と探触子の位置関係によらず一定で
あること、探傷距離による減衰が小さいことが重要であ
る。
から超音波ビームを水や油などの接触媒質を介して鋼管
内部に透太し、その超音波ビームが溶接部内部に存在す
る欠陥に当たって反射したエコーによって欠陥の有無を
知るものである。この場合、鋼管肉厚方向の溶接部全域
を探傷対象領域としうるよう超音波ビームを通入するこ
と、探傷感度が欠陥と探触子の位置関係によらず一定で
あること、探傷距離による減衰が小さいことが重要であ
る。
現在、一般に使用されている超音波フェイズドアレイ装
置は、第3図(a) fb)に示すように幅の狭い短面
形の振動子51,52.・・・・・・5Nを並べたアレ
イ形プローブ6を用いて、各振動子の超音波の送受信を
位相制御装置14により電子的に切り替えて超音波ビー
ムを走査させている(例えばマテリアルズエバリエイシ
ョン(Materials Evaluation)1
980年7月号34〜37頁参照)。従って、任意の方
向に超音波ビームを偏向でき、任意の位置に超音波ビー
ムを集束できる。また、プローブを走査せずに(機械的
に移動させずに)超音波ビームの走査かできる。このよ
うな走査法を一般に電子走査法というが、この電子走査
法には超音波送受信用の複数個の振動子群を順次切り替
えながら超音波ビームを被検査体上で直線上に走査させ
るリニア走査法と、複数個の振動子群による超音波送受
信タイミングを順次変更しながら超音波ビームを被検査
体内部に扇形上に走査させるセクタ走査法とがある。
置は、第3図(a) fb)に示すように幅の狭い短面
形の振動子51,52.・・・・・・5Nを並べたアレ
イ形プローブ6を用いて、各振動子の超音波の送受信を
位相制御装置14により電子的に切り替えて超音波ビー
ムを走査させている(例えばマテリアルズエバリエイシ
ョン(Materials Evaluation)1
980年7月号34〜37頁参照)。従って、任意の方
向に超音波ビームを偏向でき、任意の位置に超音波ビー
ムを集束できる。また、プローブを走査せずに(機械的
に移動させずに)超音波ビームの走査かできる。このよ
うな走査法を一般に電子走査法というが、この電子走査
法には超音波送受信用の複数個の振動子群を順次切り替
えながら超音波ビームを被検査体上で直線上に走査させ
るリニア走査法と、複数個の振動子群による超音波送受
信タイミングを順次変更しながら超音波ビームを被検査
体内部に扇形上に走査させるセクタ走査法とがある。
第4図は、リニア走査法による鋼管のある断面の溶接部
の斜角探傷について示した図であり、Iスキップで鋼管
の溶接部の上半分を探傷する様子を示す例である。まず
、第4図(a)に示すように振動子55〜510を1組
としたブロックから送信した超音波ビーム17は、接触
媒質を介し鋼管1に入射し、鋼管内表面で反射した後溶
接シーム8に達する。そして溶接部の中の範囲20に存
在する欠陥からの反射エコーを同じ振動子56〜510
を1組としたブロックで受信することにより探傷範囲2
0を探傷する。次に、同図(b)に示すように振動子を
1個ずらし振動子57〜5目を1組としたブロックから
送信した超音波ビーム18により探傷範囲21を探傷す
る。さらに、振動子を1個づつずらしながら同様の探傷
を行い、最後に同図(C1に示すように振動子5.9〜
523を1組としたブロックから送信した超音波ビーム
19により探傷範囲22を探傷する。即ち、第5図に示
すように、振動子56〜523をブロックに分けてリニ
ア走査を行い、溶接部上半分の探傷範囲23を探傷する
ものである。
の斜角探傷について示した図であり、Iスキップで鋼管
の溶接部の上半分を探傷する様子を示す例である。まず
、第4図(a)に示すように振動子55〜510を1組
としたブロックから送信した超音波ビーム17は、接触
媒質を介し鋼管1に入射し、鋼管内表面で反射した後溶
接シーム8に達する。そして溶接部の中の範囲20に存
在する欠陥からの反射エコーを同じ振動子56〜510
を1組としたブロックで受信することにより探傷範囲2
0を探傷する。次に、同図(b)に示すように振動子を
1個ずらし振動子57〜5目を1組としたブロックから
送信した超音波ビーム18により探傷範囲21を探傷す
る。さらに、振動子を1個づつずらしながら同様の探傷
を行い、最後に同図(C1に示すように振動子5.9〜
523を1組としたブロックから送信した超音波ビーム
19により探傷範囲22を探傷する。即ち、第5図に示
すように、振動子56〜523をブロックに分けてリニ
ア走査を行い、溶接部上半分の探傷範囲23を探傷する
ものである。
また、第6図の如く溶接部下半分の探傷範囲24は、ア
レイ形プローブ7を用いて例えば0.5スキツプで探傷
し、上半分と合わせて溶接部全断面を探傷するわけであ
る。
レイ形プローブ7を用いて例えば0.5スキツプで探傷
し、上半分と合わせて溶接部全断面を探傷するわけであ
る。
第7図は鋼管溶接部の超音波探傷の様子を示したもので
ある。通常、上述の如く溶接部全断面を探傷するアレイ
形プローブ6.7を固定し、鋼管lを搬送して全溶接部
の探傷を行っている。
ある。通常、上述の如く溶接部全断面を探傷するアレイ
形プローブ6.7を固定し、鋼管lを搬送して全溶接部
の探傷を行っている。
しかし、第7図に示すように、通常の溶接シーム8は、
真っ直ぐではなく、蛇行している。そのためアレイ形プ
ローブ6及び7と溶接シーム8の間の距離は鋼管長さ方
向の位置によって一定ではない。
真っ直ぐではなく、蛇行している。そのためアレイ形プ
ローブ6及び7と溶接シーム8の間の距離は鋼管長さ方
向の位置によって一定ではない。
従って、第8図(alのように、目標の探傷範囲25を
探傷するアレイ形プローブ6と溶接シーム81の位置設
定に対し、第8図(b)の如くアレイ形プローブ6と溶
接シーム8Iの間の距離が短くなった場合、探傷範囲2
6は目標の探傷範囲25からずれてしまう。同様に、第
8図(C)の如くアレイ形プローブ6と溶接シーム81
の間の距離が長くなった場合も探傷範囲27は目標の探
傷範囲25がらずれてしまう。
探傷するアレイ形プローブ6と溶接シーム81の位置設
定に対し、第8図(b)の如くアレイ形プローブ6と溶
接シーム8Iの間の距離が短くなった場合、探傷範囲2
6は目標の探傷範囲25からずれてしまう。同様に、第
8図(C)の如くアレイ形プローブ6と溶接シーム81
の間の距離が長くなった場合も探傷範囲27は目標の探
傷範囲25がらずれてしまう。
そこで、溶接シームの位置を検出し、その情報に基づき
、アレイ形プローブと溶接シームの間の距離が一定にな
るようにアレイ形プローブを移動し、目標の探傷範囲に
超音波ビームが伝播するようにする方法があるが、この
方法では、高速で探傷しなければならないオンライン探
傷に対しては、アレイ形プローブの追従性に限界がある
ので、精度が悪くなる。
、アレイ形プローブと溶接シームの間の距離が一定にな
るようにアレイ形プローブを移動し、目標の探傷範囲に
超音波ビームが伝播するようにする方法があるが、この
方法では、高速で探傷しなければならないオンライン探
傷に対しては、アレイ形プローブの追従性に限界がある
ので、精度が悪くなる。
本発明の特徴は、アレイ形プローブと溶接シームの間の
距離の変化に対し、リニア走査に用いる振動子をその変
化に合うように選択することにより、目標の探傷範囲を
カバーするところにある。
距離の変化に対し、リニア走査に用いる振動子をその変
化に合うように選択することにより、目標の探傷範囲を
カバーするところにある。
以下、第1図によって説明する。
第1図(a)のように、振動子56〜523で目標の探
傷範囲9を探傷するアレイ形プローブ6と溶接シーム8
1の位置設定に対し、第1図Tb)の如くアレイ形プロ
ーブ6と溶接シーム81の間の距離が短くなった場合、
リニア走査に用いる振動子を59〜526にすることに
より探傷範囲10は目標の探傷範囲9と同じになる。ま
た、第1図(C)の如くアレイ形プローブ6と溶接シー
ム81の間の距離が長くなった場合も、リニア走査に用
いる振動子を53〜520にすることにより探(36範
囲11は目標の探傷範囲9と同じになる。
傷範囲9を探傷するアレイ形プローブ6と溶接シーム8
1の位置設定に対し、第1図Tb)の如くアレイ形プロ
ーブ6と溶接シーム81の間の距離が短くなった場合、
リニア走査に用いる振動子を59〜526にすることに
より探傷範囲10は目標の探傷範囲9と同じになる。ま
た、第1図(C)の如くアレイ形プローブ6と溶接シー
ム81の間の距離が長くなった場合も、リニア走査に用
いる振動子を53〜520にすることにより探(36範
囲11は目標の探傷範囲9と同じになる。
このように、使用する振動子の選択という電子的な制御
で対応するのであるから、アレイ形プローブと溶接シー
ムの間の距離の変化に対し、超音波ビームを極めて高速
に追従させることができるわけである。
で対応するのであるから、アレイ形プローブと溶接シー
ムの間の距離の変化に対し、超音波ビームを極めて高速
に追従させることができるわけである。
第2図は、本発明に基づくアレイ形プローブによる鋼管
の斜角探傷を行ったシステムの概略図を示す。
の斜角探傷を行ったシステムの概略図を示す。
溶接シーム8の上方に溶接シーム位置検出装置12を設
け、該装置により得られたシーム位置の信号を用いて、
演算・制御装置13でリニア走査に用いる振動子の選択
を行い、位相制御装置14及びパルサー/レシーバ−1
5で各振動子の超音波送受信のタイミングを制御しなが
ら超音波の送受信を行い、演算・制御装置13で受信信
号を処理した後、表示装置16に探傷結果を表示する。
け、該装置により得られたシーム位置の信号を用いて、
演算・制御装置13でリニア走査に用いる振動子の選択
を行い、位相制御装置14及びパルサー/レシーバ−1
5で各振動子の超音波送受信のタイミングを制御しなが
ら超音波の送受信を行い、演算・制御装置13で受信信
号を処理した後、表示装置16に探傷結果を表示する。
第9図に示す、人工的にVノツチ疵28.29を施した
、外径36インチ、肉厚20鶴のUO鋼管lに対し、第
2図のシステムを用いて探傷をおこなった。アレイ形プ
ローブ6.7の周波数は5MHz、アレイ形プローブ6
.7を構成する振動子の総数は32個、リニア走査に使
用する振動子の数は22個であり、振動子間隔は1.5
mmである。
、外径36インチ、肉厚20鶴のUO鋼管lに対し、第
2図のシステムを用いて探傷をおこなった。アレイ形プ
ローブ6.7の周波数は5MHz、アレイ形プローブ6
.7を構成する振動子の総数は32個、リニア走査に使
用する振動子の数は22個であり、振動子間隔は1.5
mmである。
第10図(al (b)は、その探傷結果を処理して得
た探傷断面の断層像を示し、アレイ形プローブ6.7と
溶接シーム8の距離が、設定より約5fi近づいた場合
の結果である。第10図(a)は、本発明による振動子
選択の制御、を行わず、振動子56〜527を用いてリ
ニア走査した場合、第10図(blは、本発明による振
動子選択の制御を行って、振動子59〜530を用いて
リニア走査した場合である。
た探傷断面の断層像を示し、アレイ形プローブ6.7と
溶接シーム8の距離が、設定より約5fi近づいた場合
の結果である。第10図(a)は、本発明による振動子
選択の制御、を行わず、振動子56〜527を用いてリ
ニア走査した場合、第10図(blは、本発明による振
動子選択の制御を行って、振動子59〜530を用いて
リニア走査した場合である。
第10図(alは、超音波ビームが疵全体に当らないた
め、その一部欠陥像30.3LLか表示しておらず、ま
た、アレイ形プローブと溶接シームの間の距離が設定と
違っているので、欠陥表示位置がずれてしまっているの
に対し、第10図(b)は、第9図に示す実際の■ノツ
チ疵28.29の超音波ビームが当たる片側の部分の欠
陥像32.33を、はぼ同じ位置に表示していることが
わかる。
め、その一部欠陥像30.3LLか表示しておらず、ま
た、アレイ形プローブと溶接シームの間の距離が設定と
違っているので、欠陥表示位置がずれてしまっているの
に対し、第10図(b)は、第9図に示す実際の■ノツ
チ疵28.29の超音波ビームが当たる片側の部分の欠
陥像32.33を、はぼ同じ位置に表示していることが
わかる。
以上のように、本発明によれば、溶接シーム位置変化に
伴うアレイ形プローブと溶接シームの間の距離の変化に
対し、超音波ビームを高速に追従させることができ、常
に目標の探傷範囲を精度よく探傷することができる。
伴うアレイ形プローブと溶接シームの間の距離の変化に
対し、超音波ビームを高速に追従させることができ、常
に目標の探傷範囲を精度よく探傷することができる。
なお、第1図、第4図、第5図、第6図、第8図の説明
では、アレイ形プローブを構成する振動子の個数を28
個としたが、アレイ形プローブを構成する振動子の個数
及び、そのサイズにつむ、蔦で制約されない。第4図の
説明では、リニア走査において、順次走査される超音波
ビームを発する振動子のブロックの個数を5個としたが
、これは何個でもよ(、また、超音波ビームを順次走査
する際に切り換える振動子数も、1個づつに限定する必
要はない。
では、アレイ形プローブを構成する振動子の個数を28
個としたが、アレイ形プローブを構成する振動子の個数
及び、そのサイズにつむ、蔦で制約されない。第4図の
説明では、リニア走査において、順次走査される超音波
ビームを発する振動子のブロックの個数を5個としたが
、これは何個でもよ(、また、超音波ビームを順次走査
する際に切り換える振動子数も、1個づつに限定する必
要はない。
第2図、第5図と第6図、第7図において、アレイ形プ
ローブ2個で溶接シーム全断面を探傷するとしたが、ア
レイ修プローブの数及びリニア走査に用いる振動子の数
には制約されない。
ローブ2個で溶接シーム全断面を探傷するとしたが、ア
レイ修プローブの数及びリニア走査に用いる振動子の数
には制約されない。
第1図は本発明の溶接シームへの超音波ビームの追従方
法を示した説明図、第2図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図、第3図は超音波フェイズドアレイ装置の説明
図、@4図はリニア走査法の説明図、第5図、第6図は
リニア走査によりカバーする探傷範囲を示す説明図、第
7図は鋼管溶接部の超音波探傷の様子を簡単に示した説
明図、第8図は溶接シームの位置の変化により探傷範囲
がずれることを説明する図、第9図は実施例に用いた鋼
管の溶接部を示す一部破断図、第10図は欠陥断層像の
一例を示す一部破断図である。 、1:鋼管、 2,3,4:超音波ビーム伝播経路、
51+52+・・・・・・:振動子、 6,7:アレイ
形プローブ、 8.8+:溶接シーム、9.10,1
1.20.21,22,23,24:探傷範囲、 12
:溶接シーム位置検出装置、工3:演算・制御装置、
I4:位相制御装置、15:パルサー/レシーバ−1
16:表示装置、17.18.197IB音波ビーム、
28.29二人工Vノンチ疵、 30.31,32
,33:欠陥断層像。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第2図 (Q) 5+、5z−一−パル寸−レンーバ 第7図 (G) 第8図
法を示した説明図、第2図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図、第3図は超音波フェイズドアレイ装置の説明
図、@4図はリニア走査法の説明図、第5図、第6図は
リニア走査によりカバーする探傷範囲を示す説明図、第
7図は鋼管溶接部の超音波探傷の様子を簡単に示した説
明図、第8図は溶接シームの位置の変化により探傷範囲
がずれることを説明する図、第9図は実施例に用いた鋼
管の溶接部を示す一部破断図、第10図は欠陥断層像の
一例を示す一部破断図である。 、1:鋼管、 2,3,4:超音波ビーム伝播経路、
51+52+・・・・・・:振動子、 6,7:アレイ
形プローブ、 8.8+:溶接シーム、9.10,1
1.20.21,22,23,24:探傷範囲、 12
:溶接シーム位置検出装置、工3:演算・制御装置、
I4:位相制御装置、15:パルサー/レシーバ−1
16:表示装置、17.18.197IB音波ビーム、
28.29二人工Vノンチ疵、 30.31,32
,33:欠陥断層像。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第2図 (Q) 5+、5z−一−パル寸−レンーバ 第7図 (G) 第8図
Claims (1)
- 超音波フェイズドアレイ装置を用いる超音波探傷におい
て、溶接シーム位置を検出し、該位置とフェイズドアレ
イ装置を構成する振動子との距離が一定になるように振
動子を選択するようにしたことを特徴とする鋼管溶接シ
ーム部の超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61034851A JPS62192653A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61034851A JPS62192653A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62192653A true JPS62192653A (ja) | 1987-08-24 |
Family
ID=12425683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61034851A Pending JPS62192653A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62192653A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0981047A2 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-23 | Nkk Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
JP6399275B1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-03 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
JP6562192B1 (ja) * | 2017-12-12 | 2019-08-21 | 日本製鉄株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
JP2019219344A (ja) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 日本製鉄株式会社 | 管の溶接部の超音波探傷方法 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP61034851A patent/JPS62192653A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0981047A2 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-23 | Nkk Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
EP0981047A3 (en) * | 1998-08-12 | 2002-07-17 | Nkk Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
EP1818674A1 (en) * | 1998-08-12 | 2007-08-15 | JFE Steel Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
JP6399275B1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-03 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
WO2018180697A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
CN110268259A (zh) * | 2017-03-29 | 2019-09-20 | 日本制铁株式会社 | 缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序 |
JP6562192B1 (ja) * | 2017-12-12 | 2019-08-21 | 日本製鉄株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
JP2019219344A (ja) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 日本製鉄株式会社 | 管の溶接部の超音波探傷方法 |
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